《既有多层住宅加装电梯技术标准》编制思考
2022-02-26LINHua
■ 林 华 LIN Hua
0 引言
自2021年11月1日起实施的上海市工程建设规范《既有多层住宅加装电梯技术标准》(DG/TJ 08-2381—2021)(以下简称《标准》),从根本上解决了上海市加装电梯无技术标准可依的问题,加快推进了既有多层住宅加装电梯工作,具有里程碑式的重要意义。通过对标准编制的相关问题进行探讨,可为其他省市编制加装电梯标准提供参考。
1 编制背景
由于受建造时技术水平和经济条件等限制,上海市既有多层住宅普遍没有安装电梯,随着老龄化社会的加速发展,老年人上下楼不便的问题已越发凸显,楼内的垂直交通成为影响百姓日常生活的重要问题,已严重影响了居民的生活质量。因此,市民要求对既有多层住宅加装电梯的呼声越来越高。
既有多层住宅加装电梯是改善市民生活、方便老年人出行的重要民生工作。上海市自2011 年开展试点以来,市、区相关部门在指导服务、规范流程、简化审批、质量安全监管、扶持保障措施等方面逐步完善,陆续出台了一系列政策文件,推进了本市既有多层住宅加装电梯工作的实施力度,加装电梯数量逐年增加。但是,本市尚未有专门针对既有多层住宅加装电梯全过程的适用标准。
因此,编制《既有多层住宅加装电梯技术标准》具有十分必要的现实意义,可以解决本市既有多层住宅加装电梯无技术标准可依的问题,规范加装电梯工程建设,统一相关技术标准,确保工程质量,以加快推进加装电梯工作,更好地满足市民群众对美好生活的向往。
2 基本定位
2.1 指导思想
适应本市老龄化城市需求和人民群众对美好生活的追求,提高和改善住房品质,解决居民上下楼困难,深入践行“人民城市人民建、人民城市为人民”的重要理念。
从本市加装电梯的实际出发,深入调研跟踪和评估加装电梯实施项目,总结近年来本市加装电梯项目实施过程中的经验、技术成果和需要解决的技术瓶颈,并在广泛征求有关专家意见和多次论证修改后编写了该《标准》。针对新老建筑结构关系处理、消防、房屋安全等问题,秉持“在现状基础上不恶化、有改善”的目标,使得消防、结构抗震等技术难题得到了合理解决,助力推动本市既有多层住宅加装电梯“民心工程”。
2.2 目标任务
通过对本市加装电梯工程实践经验的充分调研,根据现行国家及行业相关标准,结合本市实际,充分吸收各方意见,编制结构合理、表述严谨、内容完整,具有较强针对性和可操作性的技术标准。
2.3 基本原则
加装电梯工程虽小,但涉及建筑、结构、消防、电气等专业,属于“麻雀虽小、五脏俱全”;同时,加装电梯涉及的既有住宅,建造年份跨度大,设计施工技术标准差异明显,特别是建造年代较早的住宅设计标准较低,需要综合考虑加装电梯的安全性,保障房屋安全。因此,标准的编制应坚持“实事求是、因地制宜、科学合理、保障安全”的原则。
3 基本框架
3.1 适用范围
《标准》规定了加装电梯工程可行性评估、房屋专项检测、岩土工程勘察、设计、施工、验收和运行维护等技术工作要求,可作为加装电梯工程的评估、检测、勘察、设计、施工、管理等各项工作的依据。
《标准》适用于上海市七层及七层以下既有多层住宅(含底部为非居住用房)外部加装电梯工程。
3.2 基本结构
根据标准编制的相关要求,并结合本市加装电梯工程的实际情况,该《标准》由总则、术语、基本规定、可行性评估、房屋专项检测、岩土工程勘察、设计、施工和验收、运行维护等9 个章节组成,涵盖了本市加装电梯工程建设全过程以及各方面、各专业的相关内容,并对各阶段相应技术要求进行了明确规定,以确保加装电梯工程的质量。
4 编制方法
4.1 文献查阅
通过系统查阅相关文献资料,全面调查和分析了目前本市加装电梯工程的技术水平、工作内容及工作要求,并对比其他省市加装电梯工程的情况,在借鉴技术工作经验的同时,也充分考虑了本市加装电梯工程的特殊性。
4.2 广泛调研
通过对本市加装电梯工程实践经验的充分调研,进一步科学、系统、全面、完整、准确地了解加装电梯工程现状。
4.3 专题研讨
通过组织编制组内部研讨、邀请相关业内专家、外出走访等多种形式的调研,多次召开标准编制专题研讨会,对标准编制过程中存在的房屋安全、消防、节能等重点、难点问题进行了认真研究、反复论证,并逐一落实解决。
4.4 行业参与
《标准》的编制单位由本市加装电梯工程相关的行业主管部门、加装电梯实施单位、可行性评估单位、房屋检测单位、岩土工程勘察单位、设计单位、施工单位以及运行维护的电梯厂家等组成,并由上述单位中具有丰富经验的专家作为《标准》的主要起草人员。他们分别在加装电梯工程中承担不同的重要工作,发挥各自优势,共同编制结构合理、表述严谨、内容完整,并具有较强针对性和可操作性的技术标准。
5 重点问题探讨
根据本市加装电梯工程的实际情况,《标准》重点解决以下问题:①加装电梯过程中现行技术标准与加装电梯的适用与衔接问题;②加装电梯扩建中新老建筑结构关系处理问题;③综合评估加装电梯对房屋安全、消防等影响,制定符合既有多层住宅设计的标准和要求,为加装电梯扫除技术障碍,提供技术保障,确保安全。
5.1 房屋专项检测中的倾斜问题
本市既有多层住宅现状的多样性、复杂性,造成了加装电梯项目的特殊性。由于既有多层住宅建造年代跨度大,周围环境各异,其结构形式不一、体系复杂,构造做法差异大,构件损伤情况各不相同。因此,在加装电梯项目实施前,应由相应资质的机构对其进行房屋质量专项检测,了解既有多层住宅的现状,并综合评估项目实施的可行性。对不能满足安全性评估要求的既有住宅,在采取必要的加固措施消除安全隐患后,方可实施加装电梯工程。
鉴于上述情况,《标准》规定[1],在加装电梯设计前,应对房屋进行专项检测,对加装电梯单元目前的建筑结构现状、完损现状、倾斜沉降、材料强度等内容进行专项检测,分析单元主体结构加装电梯的可行性,为加装电梯设计提供可靠的技术依据。其中,对存在严重倾斜的房屋,在进行相应处理后,方可加装电梯。当原房屋的整体倾斜超过10‰时,应进行沉降监测,沉降监测的方法应符合现行行业标准《建筑变形测量规范》(JGJ8—2016)的规定,沉降稳定的标准应符合现行上海市工程建设规范《地基基础设计标准》(DGJ08-11—2018)的规定。只有沉降稳定时,方可实施加装电梯。考虑到原房屋的安全和加装电梯的可实施性,当原房屋整体倾斜超过10‰且沉降不稳定,或原房屋整体倾斜超过15‰时,应在加装电梯前,首先进行纠偏处理,纠偏处理应符合现行行业标准《既有建筑地基基础加固技术规范》(JGJ123—2012)和《建筑物倾斜纠偏技术规程》(JGJ270—2012)的要求。
5.2 加装电梯结构与原有住宅间的连接问题
考虑到既有多层住宅结构现状的复杂性,为尽量减小加装电梯结构与原有住宅结构的相互影响,避免因两者连接可能带来的安全隐患,应明确各自的设计思路。《标准》规定,加装电梯结构宜与原有住宅结构脱开,两者间应设置变形缝,变形缝的宽度不应小于100 mm。当采用钢框架结构时,加装电梯结构与原有住宅结构之间设置不限制沉降变形的构造性拉结,增加其稳定性,拉结节点应设置在楼层构造柱、圈梁、框架柱、框架梁等可靠连接处,每层不宜少于2 个(图1)。加装电梯结构应能独立承担水平荷载和竖向荷载。水平荷载包括风荷载和地震作用,竖向荷载包括恒荷载和活荷载,同时,基础验算时应考虑水浮力的影响。电梯结构高宽比较大,设计时应考虑足够的抗侧刚度,确保电梯的正常运行。《标准》规定,在风荷载、多遇地震作用下,电梯钢框架结构弹性层间位移角不应大于1/300。
图1 加装电梯结构与原有住宅间构造性拉结节点示意图
当加装电梯结构自身稳定性无法保证,且原有住宅结构现状良好时,可采用两者连为整体的形式。《标准》规定,加装电梯结构与原有住宅结构整体连接时,应采用合理、可靠的连接形式,确保受力安全,并应按国家、行业以及本市现行有关标准要求进行整体结构性能分析。原有住宅应进行抗震性能鉴定,根据鉴定结果,采取必要的抗震加固措施。
5.3 加装电梯结构基础及沉降问题
根据上海市工程建设规范《地基基础设计标准》(DGJ 08-11—2018)中第5.3.6 条和《住宅设计标准》(DGJ 08-20—2019)中第9.0.18 条第3 款中的规定,低层、多层住宅结构及砌体承重结构的地基容许变形值或桩基的容许变形值,应满足基础中心计算沉降值,不应大于150 mm,倾斜不应大于0.004 的要求。
本次《标准》编制时,考虑到本市软土地基的特性,以及既有多层住宅沉降已基本稳定的实际情况,受相邻既有多层住宅基础的影响,新增电梯基础往往会产生不均匀沉降,会引起电梯的整体倾斜,从而影响新增电梯及原有住宅的结构安全和正常使用。
鉴于上述情况,为了确保新增电梯的结构安全和正常使用,以及尽量减小对原有住宅结构的影响,《标准》规定:加装电梯结构宜采用桩筏基础;基础沉降变形不宜大于10 mm;基础重心与上部结构荷载重心的偏心率不宜大于15‰;整体抗倾覆验算时,桩基不应出现拔力。
5.4 加装电梯基础与原有住宅基础间的连接问题
根据“实事求是、因地制宜、科学合理、保障安全”的原则,对于加装电梯基础与原有住宅基础间的连接问题,《标准》规定,加装电梯基础设计应充分考虑原有住宅基础和地基的实际情况,采取与原有住宅基础连成整体或分离的方式。当加装电梯基础与原有住宅基础连接时,应采取可靠的构造措施连成整体(图2)。
图2 加装电梯基础与原有住宅基础连成整体示意图
当原有住宅基础埋深较深时,可采用加装电梯基础与原基础完全分离的方式(图3)。加装电梯基础的地基土应密实,不应为杂填土,与原基础间距不应小于50 mm,基础边缘与原房屋地下外墙间距不应小于50 mm。加装电梯基础设计时,不宜凿除原有住宅基础;当确需凿除时,应合理确定凿除范围,并对原有基础承载力进行分析,采取必要的加固措施(如在基础拆除前设置锚杆静压桩,补偿基础承载力的损失等)。
图3 加装电梯基础与原有住宅基础完全分离示意图
5.5 加装电梯钢结构防火问题
因具有自重轻、强度高、抗震性能好,建造速度快、周期短、对居民影响小,符合建筑工业化、绿色化的要求等诸多优势,在本市已完成的既有多层住宅加装电梯项目中,绝大多数均采用钢结构形式。
目前,与加装电梯钢结构防火相关的规范主要有《建筑设计防火规范》(GB 50016—2014)(2018 年版)、《住宅建筑规范》(GB 50368—2005)、《建筑钢结构防火技术规范》(GB 51249—2017)等,根据上述规范规定,加装电梯钢结构如需满足不低于原住宅结构防火现状的要求,则相应钢柱的耐火极限需满足2.5 h,钢梁的耐火极限需满足1.5 h,耐火等级二级,钢柱需采用非膨胀型防火涂料。但在实际工程中,绝大多数加装电梯工程未按此要求执行。
《标准》编制时,考虑到既有多层住宅加装电梯通常设置于原有住宅的外部,属于既有建筑的附属工程,该电梯不作为消防逃生电梯;同时,电梯结构本身不存在火源,不会发生火灾。当电梯井道与既有多层住宅结构未贴邻时,既有多层住宅结构发生火灾时,火灾危险性较小,构件耐火极限可适当放宽。
鉴于上述情况,《标准》规定,加装电梯钢结构的防火措施应根据电梯井道及连廊钢柱的位置确定(图4):当电梯井道设置于原有住宅外部且贴邻原有建筑外墙或阳台时,钢柱及钢支撑的耐火极限不应小于2.5 h、钢梁耐火极限不应小于1.5 h、楼板的耐火极限不应小于1 h;当电梯井道设置于原有住宅外部且未贴邻原有建筑外墙和阳台时,钢柱及钢支撑的耐火极限不应小于1.5 h、钢梁及楼板的耐火极限不应小于1 h;当连廊钢柱贴邻时,贴邻侧底层连廊钢柱的耐火极限不应小于2.5 h;钢构件防火涂层厚度应根据防火计算确定;当钢构件耐火极限要求不大于1.5 h 时,可采用膨胀型防火涂料。
图4 电梯井道与原有住宅位置关系图
6 结语
本文介绍了上海市工程建设规范《既有多层住宅加装电梯技术标准》(DG/TJ 08-2381—2021)编制的背景、基本定位、基本框架和编制方法,并对编制过程中遇到的重点、难点问题进行了探讨,可为其他省市编制加装电梯标准提供参考。在标准的编制过程中,虽经反复论证,仍难免有不妥甚至疏漏之处,希望同行提出意见和建议,使之更加全面、完整、准确。